造紙廢水處理

造紙廢水處理技術(shù)是環(huán)保領(lǐng)域的重要研究方向，旨在減少造紙工業(yè)對(duì)環(huán)境的污染。造紙廢水處理技術(shù)主要包括物理法、化學(xué)法、生物法和物理化學(xué)法等多種方法，并且通常采用多級(jí)綜合處理方法來(lái)應(yīng)對(duì)復(fù)雜的水質(zhì)特性。

1.物理法：主要包括氣浮、沉淀、過(guò)濾等方法。這些方法通過(guò)物理作用去除廢水中的懸浮固體（SS）和部分溶解性污染物。例如，氣浮或沉淀法可以通過(guò)投加混凝劑去除大量的SS和非溶解性COD。

2.化學(xué)法：包括混凝、氧化還原、吸附等方法。這些方法通過(guò)化學(xué)反應(yīng)去除廢水中的有機(jī)污染物和其他難以生物降解的物質(zhì)。例如，混凝法可以有效去除懸浮物和部分溶解性污染物。

3.生物法：包括好氧法和厭氧法。利用微生物的新陳代謝功能，將廢水中的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)。

4.物理化學(xué)法：結(jié)合了物理和化學(xué)方法，如膜分離法、電絮凝法等。這些方法可以進(jìn)一步提高處理效率，去除二級(jí)生化處理后仍存在的污染物。

5.多級(jí)綜合處理方法：通常將上述各種方法結(jié)合在一起，針對(duì)不同污染特性的廢水，在不同的處理階段采取不同的處理技術(shù)。這種方法可以更全面地去除各種污染物，達(dá)到更高的處理標(biāo)準(zhǔn)。

造紙廢水處理中，氣浮法和沉淀法是兩種常用的物理方法。以下是它們的具體操作方式及其優(yōu)缺點(diǎn)：

氣浮法

1.操作原理：

氣浮法通過(guò)向廢水中注入微小氣泡，使懸浮物和油脂等附著在氣泡上浮至水面，然后通過(guò)刮渣機(jī)去除。

2.優(yōu)點(diǎn)：

時(shí)間短：氣浮處理時(shí)間較短，能夠快速完成固液分離。

高效率：用于處理造紙機(jī)白水時(shí)，紙漿回收率為90%以上，紙漿渣濃度在5%以上。

設(shè)備集成度高：具有較高的設(shè)備集成度，投資與占地面積少，運(yùn)行效果穩(wěn)定。

適用范圍廣：特別適用于處理低濁度、高色度、高有機(jī)物含量、低含油量、低表面活性物質(zhì)含量或具有富藻的廢水。

3.缺點(diǎn)：

設(shè)備復(fù)雜：相對(duì)于沉淀法，氣浮設(shè)備較為復(fù)雜，需要精確控制氣泡的生成和去除過(guò)程。

成本較高：由于設(shè)備和運(yùn)行要求較高，整體成本可能會(huì)比沉淀法更高。

沉淀法

1.操作原理：

沉淀法通過(guò)向廢水中加入混凝劑，使懸浮物質(zhì)聚集成較大的顆粒沉降到底部，從而實(shí)現(xiàn)固液分離。

2.優(yōu)點(diǎn)：

設(shè)備簡(jiǎn)單：沉淀法的設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，易于維護(hù)和操作。

固液分離效果良好：通過(guò)物理過(guò)程實(shí)現(xiàn)有效的固液分離。

管理簡(jiǎn)單：無(wú)需復(fù)雜的設(shè)備管理和維護(hù)，適合小規(guī)模或初級(jí)處理階段。

3.缺點(diǎn)：

處理時(shí)間長(zhǎng)：相比氣浮法，沉淀法的處理時(shí)間較長(zhǎng)，可能需要更長(zhǎng)的停留時(shí)間來(lái)確保懸浮物質(zhì)完全沉降。

處理效率較低：在某些情況下，沉淀法的去除效率不如氣浮法，特別是在處理高濁度或高有機(jī)物含量的廢水時(shí)。

氣浮法和沉淀法各有優(yōu)缺點(diǎn)，選擇哪種方法應(yīng)根據(jù)具體的廢水特性和處理需求來(lái)決定。

混凝法在造紙廢水處理中的應(yīng)用效果顯著，具有多種優(yōu)勢(shì)，但也存在一定的局限性。

1.應(yīng)用效果

高效去除污染物：混凝法能夠有效去除造紙廢水中的COD、SS（懸浮固體）、色度等主要污染物。例如，采用混凝沉淀-A/O工藝處理造紙廢水時(shí)，平均COD去除率為93.4%，平均SS去除率為96.9%。此外，臭氧-混凝法處理造紙廢水時(shí)，COD和SS的去除率均高達(dá)99%以上，各項(xiàng)指標(biāo)超過(guò)一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

深度處理能力：混凝法不僅能有效去除有機(jī)物，還能進(jìn)一步降低COD含量。例如，通過(guò)混凝沉淀系統(tǒng)對(duì)生化出水進(jìn)行深度處理，使COD低于60mg·L-1，有機(jī)物去除率能達(dá)到55%以上。

適用性廣泛：混凝法可以與其他處理方法結(jié)合使用，以提高處理效果。例如，混凝/Fenton法可以優(yōu)化工藝參數(shù)，進(jìn)一步提升處理性能。此外，混凝法還可以與生化處理相結(jié)合，如混凝沉降-生化法或化學(xué)處理-混凝沉降法，能有效治理廢紙?jiān)旒垙U水。

2.優(yōu)勢(shì)

高效性：混凝法能夠快速去除大量的懸浮固體和有機(jī)物，顯著降低廢水的濁度和色度。

靈活性：混凝法可以與其他處理方法結(jié)合使用，形成復(fù)合處理工藝，以滿足更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。

經(jīng)濟(jì)性：混凝法通常成本較低，且操作簡(jiǎn)單，適合大規(guī)模應(yīng)用。

局限性

對(duì)pH值敏感：混凝效果受pH值的影響較大，不同的混凝劑在不同pH值下的效果會(huì)有所不同。

選擇性有限：雖然混凝法能有效去除某些污染物，但其選擇性有限，可能無(wú)法完全去除所有類型的污染物。

產(chǎn)生的二次污染：混凝過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生一些二次污染物，如混凝劑殘留等，這需要進(jìn)一步處理以確保出水質(zhì)量。

混凝法在造紙廢水處理中表現(xiàn)出色，具有高效、靈活和經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)，但也存在對(duì)pH值敏感、選擇性有限和可能產(chǎn)生二次污染等局限性。

膜分離法和電絮凝法在造紙廢水處理中的具體應(yīng)用及其效果評(píng)估如下：

膜分離法

1.應(yīng)用：

預(yù)濃縮和回收副產(chǎn)品：膜分離技術(shù)最早用于蒸煮廢液的處理，以分離木素、低聚糖等有價(jià)值的副產(chǎn)品。此外，超濾膜技術(shù)也被用于制漿廢液的預(yù)濃縮。

去除有毒物質(zhì)：超濾膜可以截留廢水中的大顆粒懸浮物、紙漿纖維等有毒物質(zhì)，提高廢水的透明度，為后續(xù)處理創(chuàng)造有利條件。

自動(dòng)化操作：膜組件緊湊、占地少、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，與傳統(tǒng)處理方法相比具有明顯優(yōu)勢(shì)。

2.效果評(píng)估：

高效率：膜分離技術(shù)在處理造紙廢水時(shí)，能夠有效地回收水資源，減輕或杜絕廢水對(duì)環(huán)境的污染，減少污水總排放量，改善境質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。

經(jīng)濟(jì)性：膜分離技術(shù)具有能耗低、效率高和工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，是一種經(jīng)濟(jì)可行的處理方法。

電絮凝法

1.應(yīng)用：

去除難降解有機(jī)物和重金屬：電絮凝工藝用于處理含難降解有機(jī)物和重金屬的造紙廢水。

優(yōu)化條件下的去除效果：在優(yōu)化條件下，有機(jī)物的去除率為38.7%，并且不同熒光組分在降解過(guò)程中表現(xiàn)出不同的去除效果。

2.效果評(píng)估：

顯著降低污染物：電絮凝法在處理再生纖維基造紙廢水時(shí)，COD最大降低95%，顏色67%，TDS值為1340 mg/L。

電極材料的影響：鐵質(zhì)電極對(duì)總有機(jī)碳的去除率要略高于鋁質(zhì)電極，且去除率受pH變化的影響較小。

3.總結(jié)

膜分離法和電絮凝法在造紙廢水處理中各有優(yōu)勢(shì)。膜分離法以其高效率、低能耗和簡(jiǎn)單工藝在造紙廢水處理中得到了廣泛應(yīng)用，特別是在預(yù)濃縮和回收副產(chǎn)品方面表現(xiàn)突出。而電絮凝法則在去除難降解有機(jī)物和重金屬方面表現(xiàn)優(yōu)異，尤其是在優(yōu)化條件下能夠顯著降低污染物的濃度。

多級(jí)綜合處理方法在實(shí)際應(yīng)用中的案例研究，特別是如何根據(jù)不同污染特性選擇合適的處理階段，可以通過(guò)以下幾個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)分析：

1.預(yù)處理階段主要用于去除廢水中的懸浮物和部分大分子有機(jī)物。例如，在淡林環(huán)境科技的DMF廢水處理流程中，首先采用物理沉淀與過(guò)濾等預(yù)處理技術(shù)，有效去除廢水中的懸浮物和部分大分子有機(jī)物，這一步驟不僅提高了后續(xù)處理的效率，而且降低了反應(yīng)器的污染負(fù)擔(dān)。

2.初級(jí)處理階段通常包括生化處理，如A/O工藝。在多級(jí)AO工藝中，通過(guò)蠕動(dòng)泵控制進(jìn)水量及污泥回流流量，確保各級(jí)反應(yīng)池的溶解氧質(zhì)量濃度適宜，從而實(shí)現(xiàn)高效的有機(jī)物降解。

3.二級(jí)處理階段可以采用強(qiáng)化生化處理工藝，如MBR（膜生物反應(yīng)器）或SBR（序批式活性污泥法）。這些工藝能夠進(jìn)一步降解有機(jī)物，并提高出水質(zhì)量。

4.三級(jí)處理階段通常涉及深度處理技術(shù)，如高級(jí)氧化法。這種方法被廣泛應(yīng)用于各類有機(jī)污染物的去除，尤其適用于復(fù)雜廢水的處理。高級(jí)氧化法的活性物種選擇性偏低，但由于其強(qiáng)大的氧化能力，能夠有效去除難降解有機(jī)物。

5.深度處理階段主要用于進(jìn)一步提高出水質(zhì)量，確保達(dá)到更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。例如，臭氧氧化深度處理技術(shù)可以在不同臭氧濃度條件下對(duì)模型污染物進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而優(yōu)化處理參數(shù)，提高處理效果。

在選擇合適的處理階段時(shí)，需要根據(jù)廢水的具體污染特性和處理目標(biāo)來(lái)決定。例如，對(duì)于含有大量懸浮物和大分子有機(jī)物的廢水，可以優(yōu)先考慮預(yù)處理階段；對(duì)于需要進(jìn)一步降解有機(jī)物的廢水，則可以采用二級(jí)和三級(jí)處理階段；對(duì)于要求極高出水質(zhì)量的場(chǎng)景，則可以采用深度處理技術(shù)。